基于骨骼动画的生物拼接和人物动作系统设计

基于骨骼动画的生物拼接和人物动作系统设计

说明1：模型既指Mesh，又指Entity.对于美工方面就是Mesh，对于程序方面就是Entity。文中会根据内容的不同交替使用“模型”和“实体”。

1、生物拼接规则
1.1、生物组成划分

为了美术资源复用，将一个人物分为若干部分，比如头/身/手/腿。人物由装备组成，一件装备对应一个或多个部分。美术制作人物也就变成了制作装备。将生物划分为若干部分，是实现换装的关键。

1.2、美术制作

美术首先制作一个完整的人物模型，然后按照之前的划分规则，将模型进行切割。所有的部分都应该保持相对位置不变动，这样在这些实体attach到节点上时，才能精确一致。（拼接规则一）

2、基于骨骼动画的动作和骨骼组织策略。

2.1、动作划分规则

动作需要分类，比如走、跑、跳等。动作类型是抽象概念，适用于程序、策划、和美术三方。骨骼文件中的动作数量在原则上应该和动作类别的数量一致。当出现2边不对应的情况(一般是动画数量少于动作类别数量)就会使用标准肢势。

2.2、主骨骼

在量产模型之前，应该先将骨骼制作出来。根据具体需求不同，可以制作多副骨骼，以后所有的模型，都应该根据这些骨骼进行制作。这一类骨骼，叫做主骨骼。即使2个主骨骼的体型完全不一样，也应该对之前划分的所有动作类型都制作相应的动作。这样在程序内部，就不需要根据不同的主骨骼进行动画名称查找了（当然，也可以根据骨骼名称和动作类型进行双主键的动画数据查找）不同体型的骨骼具有同样的动画集名称，这是实现多骨骼模型拼接的关键。

2.3、独立骨骼

和主骨骼相对的，存在一类模型对象，它们不使用主骨骼进行建摸，而是单独另外制作骨骼，比如翅膀、条带、披风等物件，这类骨骼，叫做独立骨骼。这些东西基本上都是中后期美术人手充足时添加上去的。这些附属物种类繁多，如果将这些部位附加到主骨骼上，将产生大量的冗余，并且会对后续主骨骼的动作开发产生很严重的影响。独立骨骼在制作动作的时候，也需要实现动作分类中的所有动作。

2.4、主实体和独立实体

使用主骨骼的模型叫做主实体(PrimaryEntity)，使用独立骨骼的实体叫做独立实体(AloneEntity)。多个主实体直接的拼接由拼接规则一来保证。独立实体在制作的时候，独立实体只需要以自己的根节点为标准进行制作，一般来说是原点。主骨骼需要设置一组连接点(LinkNode)，这些连接点用来attach独立实体。比如在人物组成的“身体”部分设置一个“背”的连接点，这些连接点都是主骨骼的组成部分。独立实体需要知道自己往哪个连接点attach。（拼接规则二）

3、动作的处理策略
3.1、骨骼实例的混合

一个生物在创建组成自己各个部分的实体后，进行共享骨骼实例操作。规则是以身体实体所使用的骨骼实力为主骨骼实例，将其他主实体共享该骨骼实例。（骨骼混合规则一）根据2.3和2.4的描述，装备是有可能不使用主骨骼的，对于独立实体，处理策略是一致的，对于使用同一独立骨骼的独立实体，以第1个加载的独立实体的骨骼实例作为这些实体的主骨骼实例。（骨骼混合规则二）之后出现的实体都参照以上2条骨骼混合规则。

3.2、骨骼动画的存储和更新

因为通过实体来操作骨骼实例，所以需要根据骨骼种类的数量（等同于经过骨骼实例混合后剩下的骨骼实例的数量），建立骨骼实例--实体对应关系表。在进行对象更新的时候，遍例该表，取出骨骼实例的动画集，根据2.1中定义的动作类别，步进对应的动画集。
3.3、动作淡入淡出策略
为了平滑2个动作的衔接过程，可以利用权重实现动作淡入淡出。这个时候需要建立2个列表：正在淡入的列表 FadeIn 和 正在淡出的列表 FadeOut. 假设综合权重为1，那么当一个动作淡入时，必然有一个动作淡出，2个动作的混合权重需要保持1。 根据不同的策略进行动作集之间的权重调整，可以采用时间累积，也可以采用不同的动作对应不同的混合时间。



PS : 本文写的很飘渺，比较适合寻求动作系统实现方案的朋友阅读。